Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
образцов до 48 НИСэ не вносит никаких изменений в порядок расстановки материалов, а лишь несколько увеличивает сопротивление смятию (приблизительно на 15 %) при испытаниях с максимальной температурой цикла, не превышающей 650 °С.
200 300 Ш 500 Количество циклов
Рис. 3.2. Влияние термоциклического силового воздействия на изменение прочности стали марки 4Х5МФС в деформированном (1, 3) и литом (2, 4) состояниях при температурах испытания 20 °С (1, 2) и 550 °С (3, 4)
43
ол
1м
к»
"0.2
1
1^1-
О
ш
п
Рис. 3.3. Сопротивление смятию стали марки 5ХНМ в деформированном (/) и литом (2) состояниях (термическая обработка на твердость 42 НИС, при испытаниях в режимах:
/— 120ч>600 °С, <тстах=^350 МПа; г = 1000 циклов; II — 125ч^650 °С, а^ах = 220 МПа, 2=1000 циклов; /// — 125ч*650 °С, о-тах = 350 МПа, г = 200 циклов
В работе [2] определены изменения размеров (высота бобышки) у литого инструмента из стали 5ХНВ, происходящие в процессе эксплуатации (измерения проводились на поковках) и на обычном штампе после эксплуатации (рис. 3.4). Из рисунка следует, что у штампа, изготовленного из поковки, уменьшение высоты бобышки (под этим можно подразумевать и смятие) несколько больше, чем у литого штампа. В этом случае, однако, необходимо заметить, что уменьшение высоты бобышки конкретного штампа вызывается не только смятием, но и износом. Кроме того, из-за имеющих место естественных колебаний по стойкости штампов наиболее объективный вывод может быть сделан на основании статистической обработки результатов измерений большого количества штампов.
В этом отношении, как уже отмечалось, более предпочтительными способами определения служебных свойств штамповых сталей являются испытания, при которых поддерживается высокая стабильность температурно-силовых параметров нагружения образцов, обеспечивающая высокую точность результатов при относительно небольшом количестве испытуемых образцов. В сравнении с производственными испытаниями эти методики гораздо менее трудоемки и более точны.
По такой методике (описание ее дано в гл. 1) осуществляли испытания на смятие кроме стали 5ХНМ и теплоустойчивых сталей. При этих испытаниях было установлено, что сопротивление смятию при термоциклическом силовом воздействии теплоустойчивых сталей зависит от состояния материала (литое, деформированное).
На рис. 3.5 и 3.6 это показано для стали марок 4Х5МФС и 4Х5МФ1С; за исключением режима 130^700 °С и 0^ = 220 МПа сопротивление смятию литого материала несколько меньше, чем деформированного.
Исследование распределения микротвердости по длине рабочей части образцов стали марки 4Х5МФ1С в литом и деформированном состоя-
Рис. 3.4. Изменение высоты бобышки АЯ литого (/) и деформированного (2) штампов из стали 5ХНВ [2]
1
со '-
«о со
I
У.
0 2 4 6
Количество отштампованных деталей, тыс. шт.
8
44
?57307
0,3
220
350
-еж max *
450 МПа
О
4X5 МФО
4Х5МФ1С
4Х5МФ1С
I
Л
I
и
I
Е
1
1
Рис. 3.5. Сопротивление смятию стали марок 4Х5МФIС (/, 3), 4Х5МФС (2) в литом (/, 2) и деформированном (3) состояниях при значениях начальной твердости 42 ГЩСЭ (—)
и 46—48 ЬЩСэ (---) при испытаниях
в режиме 130^700 °С, (Сах = 220-М50 МПа, 2=1000 циклов
Рис. 3.6. Сопротивление смятию стали марок 4Х5МФС и 4Х5МФ1С в литом (/) и деформированном (2) состояниях при испытаниях в режимах:
/— 130ч*750 °С, а™ах = 220 МПа,
z —
= 1000 циклов; //— 130^5*0 °С; ас^ах = 350 МПа
z = 500 циклов (термическая обработка на твердость 40—42 НЯСэ)
Рис. 3.7. Распределение микротвердости по длине рабочей части образцов стали марки 4Х5МФ1С после испытаний в режиме 130 *± 750 ° С, а™ах = =220 МПа, 2=1000 циклов (термическая обработка на твердость 40—42 гЩСэ)
ниях (рис. 3.7) после испытаний на смятие в режиме 130=^ **750 °С и астжах=220 МПа показало, что на длине 1,0—1,5 мм (центр образца) относительное соотношение микротвердости деформированного материала, осей дендритов и междендрит-
.Междедритные °^ ^участки
HV'0.9]8/5. ГПа
1,5 0,5 0 0,5 1,5 2,5 Расстояние от центральной оси, мм
ных участков литого материала отличается от исходного состояния. Так, в исходном состоянии различие в микротвердости деформированного материала и осей дендритов литого составляет HV 0,98/5—150; в наиболее нагреваемой зоне — НУ 0,98/5—300. Вероятно, меньшая теплоустойчивость осей дендритов литого материала в силу их меньшей легированное™ вследствие ликвации при сравнении с теплоустойчивостью деформированного материала и является одной из основных причин несколько меньшего сопротивления смятию литого материала при относительно высоких верхних температурах цикла и напряжениях. При этом необходимо учесть, что площадь, занимаемая осями дендритов в общей площади, составляет 65—70 %.
45
со
10,3
I
о «о1
:з
о
>>
^^^^
^^^^^^
Рис. 3.8. Сопротивление смятию стали марок ЗХ2НМФ (/), 5Х2НМФ (2), 4Х5МФ1С (3), 4Х4ВМФС (4) в зависимости от величины максимальных напряжений сжатию при испытаниях в режиме 130^700 °С, 2 = 1000 циклов (термическая обработка на твердость 46—48 ЬЩСэ)
